ET Band 3 Kapitel 11 "Elektrische Maschinen (Motoren und Generatoren)"

Bei diesen Maschinen sieht der Zyklus folgendermassen aus: Bemessungslast – Stillstand – Wiedereinschaltung. Im Unterschied zum Kurzzeitbetrieb kann beim Aussetzbetrieb keine Abkühlung auf die Raumtemperatur erfolgen, da die Pausen zu klein sind.

S2: Kurzzeitbetrieb

Die Bemessungslast ist nur kurzzeitig vorhanden (z.B. 30 Minuten) und dann erfolgt die Abkühlung auf Raumtemperatur.

Es ist eine dauernde Belastung mit Bemessungslast (Nennlast) möglich. Diese Betriebsart wird normalerweise nicht auf einem Typenschild angegeben.

Lager: fetten, Gleitlager mit genügend Öl versehen

Schleifringe: putzen, eventuell überdrehen

Kollektor: egalisieren

Kohlen: ersetzen, einschleifen

Die Wicklungsköpfe, Stator und Rotorblechpakete werden direkt durch die Umgebungsluft gekühlt.

Die Wärme im Innern der Maschine erhitzt das Gehäuse, dessen Oberfläche durch Kühlrippen vergrössert ist. Die Oberfläche wird durch die vorbeizirkulierende Luft gekühlt.

1. Cu-Verluste: Stromwärmeverluste (Widerstand der Wicklungen)

2. Fe-Verluste: Ummagnetisierung + Wirbelströme (Blechpakete)

3. Mechanische Verluste: Reibung (z.B. in den Lagern)

Gehäuse mit Belüftungsöffnungen bzw. Kühlrippen, Ventilator, Lüfter, Lagerschilder, Lager, Welle mit Keilbahn, Befestigungsfuss, Befestigungsflansch, Transportöse.

Die Elektroblechpakete sind für das Leiten der magnetischen Feldlinien zuständig.

Statorwicklung, Rotorwicklung, Verbindungsleitungen, Klemmen, Schleifringe, Kollektoren

Aktive Bauteile sind alle Teile, die elektrisch oder magnetisch wirksam sind (Cu-Leiter für den el. Strom und Blechpakete für das magnetische Feld).

Bei rotierenden Umformern wird elektrische Arbeit in mechanische und diese wiederum in elektrische Arbeit umgewandelt. Jedoch hat in der Regel das so erzeugte neue Stromsystem eine andere Frequenz, Strangzahl oder Spannung.

Elektromotoren wandeln elektrische Arbeit in mechanische Arbeit um.

Generatoren wandeln dagegen mechanische Arbeit in elektrische Arbeit um.

Elektrische Maschinen werden für die Erzeugung (Generatoren), die Übertragung (Transformatoren)
und Nutzung der elektrischen Energie (Motoren) benötigt.

- Umlaufende Maschinen (Motoren und Generatoren)

- Ruhende Maschinen (Transformatoren)

Bei Belastung sinkt die Drehzahl, der Strom steigt und damit auch das Drehmoment. Dieser Motor ist gut geeignet als Handwerkzeugmaschine.

In der positiven Halbwelle wird im Stator ein Magnetfeld aufgebaut, mit der gleichen Halbwelle wird auch der Rotor magnetisiert, wobei das Rotorfeld so gerichtet ist, dass ein Drehmoment z.B. im Uhrzeigersinn entsteht. In der nächsten Halbwelle kehrt in Statorund Rotorwicklung die Stromrichtung um, mit dem Resultat, dass das entstehende Drehmoment in der bisherigen Richtung wirkt.

Kollektor

Stator mit geteilter 1~Statorwicklung, Rotor gewickelt und auf Polwender (Kollektor) geführt, Stator und Rotorblechpaket aus einzelnen Elektroblechen zusammengebaut. Alle Wicklungen sind in Serie geschaltet.

Er kann mit Gleich- oder Wechselstrom betrieben werden, ist also universell. Dies hat allerdings Grenzen für Wechselstrombetrieb müssen der Stator- und der Rotor geblecht sein, die Spannung bei Gleichstromspeisung ist wesentlich kleiner, weil der Induktivanteil des Wechselstromes fehlt.

1~Seriemotor, Universalmotor

Uhren, Zeitrelais, schreibende Messgeräte

Nach dem Anlauf als Asynchronmotor laufen solche Motoren als Synchronmotoren weiter und können dort eingesetzt werden, wo die konstante Drehzahl geschätzt wird.

Die Drehrichtung ist immer vom Hauptpol zum Spaltpol. D.h. eine andere Drehrichtung kann nur mit einem anders konstruierten Motor erzeugt werden!

Er muss ein zum Hauptfeld phasenverschobenes Magnetfeld erzeugen.

Antrieb von Lüftern, Laugenpumpen (Bild), Büromaschinen

sehr einfach, sehr robust, miserabler Wirkungsgrad und Leistungsfaktor, nur für kleine Leistungen, keine Drehrichtungsumkehr möglich

Die Einphasenwicklung erzeugt ein magnetisches Wechselfeld. Durch die Kurzschlusswicklungen wird ein phasenverschobenes Wechselfeld erzeugt und dadurch resultiert ein elliptisches Drehfeld. Dieses Drehfeld induziert im Rotor eine Spannung, dadurch dreht dieser in Richtung des Drehfeldes und bestätigt die Lenzsche Regel.

Spaltpolmotor